Descontaminar agua a gran escala mediante disulfuro de molibdeno

Disulfuro de molibdeno. (Foto: The University of Texas at Austin)

Un equipo internacional de científicos ha encontrado una forma de refinar y producir de manera fiable el disulfuro de molibdeno, un material que ha venido siendo muy difícil de fabricar y controlar, pero que tiene un magnífico potencial para descontaminar agua, ayudar a la conservación del medioambiente, mejorar la eficiencia energética y optimizar diversos procesos industriales.

Hay muchas formas diferentes de fabricar este material, pero nadie ha sido capaz todavía de hacerlo en grandes cantidades, de manera plenamente controlable, ajustable, reproducible y barata. Esta situación parece que va a cambiar drásticamente a partir de ahora.

El equipo internacional de Donglei (Emma) Fan y Yun Huang, de la Universidad de Texas en la ciudad estadounidense de Austin, ha creado un método para fabricar minúsculas nanocintas de disulfuro de molibdeno en grandes cantidades. Anteriormente, los investigadores solo habían conseguido fabricar el material en pequeñas cantidades, y adherido al azar a sustratos de silicio. Esto limitaba el uso del material, y cuando se unía al sustrato se hacía muy difícil de manipular.

El equipo de investigación ha logrado elaborar disulfuro de molibdeno en forma de polvo que puede dispersarse en soluciones para varias aplicaciones diferentes, en particular el tratamiento del agua. El nuevo proceso ha reducido el coste de fabricación de un gramo del material en 3.000 veces, en comparación con los logros alcanzados en investigaciones publicadas previamente sobre la producción de nanocintas de disulfuro de molibdeno.

Además, los experimentos anteriores sobre métodos de fabricación de nanocintas de disulfuro de molibdeno solo consiguieron crear cantidades microscópicas del material. Ahora, en cambio, el nuevo proceso es capaz de obtener una "cuchara llena" de nanocintas de disulfuro de molibdeno con una sola síntesis, y los investigadores dicen que no hay ninguna barrera que impida ampliar el procedimiento para crear mayores cantidades de material.

La eliminación del peligroso mercurio del agua representa uno de los usos más prometedores del disulfuro de molibdeno, tal como subraya Fan. Un estudio de 2016 dirigido desde el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) encontró que la contaminación por el citado elemento químico está extendida a varios niveles en buena parte del oeste de Estados Unidos: en el aire, el suelo, los sedimentos, las plantas, los peces y la vida silvestre en general. Los altos niveles de mercurio pueden provocar daños cerebrales y renales, especialmente en las personas más jóvenes. Además de por el agua contaminada, los seres humanos podemos ingerir mercurio al comer pescado, dado que puede acumularse en altas concentraciones en los cuerpos de peces y otros animales marinos al consumir estos a otros organismos que han estado expuestos al mercurio.

Cuando se introduce en el agua en forma de polvo, el disulfuro de molibdeno en polvo elaborado con el nuevo proceso puede dispersarse y atrapar el mercurio, retirándolo del agua. Ya existen varios métodos para eliminar el mercurio del agua, pero con estas nuevas capacidades de fabricación de bajo costo y a gran escala, el disulfuro de molibdeno constituye una solución alternativa sumamente atractiva.

El disulfuro de molibdeno también tiene potencial como componente de microprocesadores basados en la luz que ofrecen la promesa de velocidades de computación mucho más rápidas que las de los dispositivos actuales. Además, podría servir como catalizador de bajo costo para generar combustible de hidrógeno a partir del agua.

28/09/2020

Fuente:
NCYT de Amazings